JP2984152B2 - 半導体素子の実装方法 - Google Patents

半導体素子の実装方法

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    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73201Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73203Bump and layer connectors
    • H01L2224/73204Bump and layer connectors the bump connector being embedded into the layer connector

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体素子の実装方法に
関し、特にフェース・ダウン・ボンディング(face dow
n Bonding )法による半導体素子の実装方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体素子をフェース・ダウン・
ボンディング法によって被着基板上に実装する場合、図
4に示すように、半導体素子41の入出力端子部42に
金バンプ43を設け、この金バンプ部43を、例えばガ
ラスなどの絶縁基板などから成る被着基板45上に形成
した電気配線46の接続端子部47に当接させ、この半
導体素子41と被着基板45を光硬化型絶縁樹脂44な
どで固着することにより実装していた。この場合、半導
体素子41の金バンプ43と、被着基板45の接続端子
部47との間には合金を生じることはなく、半導体素子
41の接着に用いる樹脂44が硬化する際の収縮力で半
導体素子41の金バンプ43を被着基板43上の接続端
子部47に押しつけているだけである。したがって、被
着基板45上の接続端子部47を形成する材料として
は、電気絶縁膜となる表面酸化膜などを生じない材料で
形成する必要があり、この種の配線材料として一般的に
用いられているアルミニウム(Al)やクロム(Cr)
などは、MBB法によって半導体素子を実装する接続端
子部47の材料としては用いることができない。すなわ
ち、MBB法によって半導体素子41を実装する接続端
子部47の材料としては、金(Au)や酸化インジウム
・錫(ITO)などが用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】ところが、接続端子
部47を形成する材料として金を用いると、光が遮られ
て被着基板45の裏面側から、半導体素子41の金バン
プ43を視認できず、被着基板45と半導体素子41の
正確な位置合わせが困難になり、また被着基板45の裏
面側から紫外線を照射し、樹脂44を硬化させる際にも
問題となる。さらに、接続端子部47の材料として金を
用いると低コスト化ができないという問題もある。
【0004】一方、接続端子部47を形成する材料とし
てITOを用いる場合は、ITO自体の電気抵抗が大き
く、また半導体素子41の金バンプ43と接続端子部4
7との接続抵抗も大きくなり、また各接続部分の接続抵
抗にバラツキが生じるという問題がある。
【0005】そこで、このような問題を回避するため
に、従来は、図5に示すように、ITOから成る接続端
子部47の周辺に絶縁膜49を介して金属層の枠48を
設けたり、図6に示すように、ITO47の下地層とし
てクロム等の金属層48を設けて、接続端子部47を形
成するという方法が取られていた。なお、図5および図
6において、図(a)は図(b)中のa−a線断面図、
図(c)は図(b)中のb−b線断面図である。また、
図5および図6中、46は接続端子47に連続して形成
される電気配線である。
【0006】ところが、図4に示す半導体素子41の製
造工程において、完成時のプローブテスト(接触針を用
いて行うテスト)を行う際のプローブのピッチは、70
〜80μmが最小値であり、このピッチで金バンプ43
を形成すると、個々の金バンプ43のサイズは、50μ
m以下にする必要がある。今、この金バンプ43に対応
する被着基板45側の接続端子部47をITOで形成す
る場合、金バンプ43との接続面として50×70μm
程度の面積を想定する。
【0007】図5に示す従来例では、ITOから成る接
続端子部47の周辺を4辺とも金属層48で囲む方法で
あるが、この金属層48を形成する際のフォトファブリ
ケーション精度などを考慮すると、接続端子部47とし
てのχ方向のサイズは100μm近くになり、70〜8
0μmピッチの金バンプ43の配列に対応できない。
【0008】また、図6に示す従来例は、金属層48上
にITO47を積層する方法であり、挟ピッチ化に対応
できるが、金属層48が不透明なため、接続端子部47
と金バンプ43との接続部が不透明になり、接続端子部
47と半導体素子41の金バンプ43との位置合わせの
際に不利となる。さらに、この方法は、例えば液晶ディ
スプレイなどのプロセスでは、金属層48およびITO
47の積層順序が整合しないことも多く、金属層48を
わざわざ別工程で形成しなければならないという問題も
あった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体素子
の実装方法は、このような従来技術の問題点に鑑みて成
されたものであり、その特徴とするところは、半導体素
子の入出力端子部に金バンプを設け、この金バンプ部を
被着基板上の電気配線に連続して形成される接続端子部
に当接させて前記半導体素子と前記被着基板を樹脂で固
着する半導体素子の実装方法において、前記被着基板上
の接続端子部を、酸化物導電材料で形成する共に、この
酸化物導電材料の周縁部に、隣接する一方の電気配線側
を除いて前記電気配線に連続する金属層の枠を設けた点
にある。
【0010】
【作用】上記のように構成することにより、接続端子部
の配列方向のサイズが、金バンプとの接続部として50
μm取っても70μm以下にできるため、100μm以
下のピッチで一列に配置された半導体素子の金バンプに
対応できる。したがって、接続端子部を形成する際のフ
ォトマスクの位置合わせ精度にも余裕が出る。また、金
バンプとの接続部はITOのみで、従来のように不透明
な金属層が存在しないことから、半導体素子の位置合わ
せも容易である。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づき詳
細に説明する。図1は、本発明に係る半導体素子の実装
方法に係る接続端子部の第一の実施例を示す図であり、
1はガラスなどから成る被着基板、2は接続端子部、3
は絶縁層、4は電気配線、5は金属層の枠である。な
お、図1において、図(a)は図(b)中のa−a線断
面図、図(c)は図(b)中のb−b線断面図である。
【0012】前記電気配線4の先端部には、ITO(酸
化インジウム・錫)などから成る接続端子部2が矩形状
に形成されている。この接続端子部2の周辺部には、窒
化シリコンや酸化タンタルなどから成る絶縁層3が形成
されている。接続端子部2上の絶縁層3には、平面視し
たときにコの字状になるように切り溝3aが形成されて
おり、この切り溝3a部分には、電気配線4を延長して
形成した金属層の枠5が、隣接する電気配線4a側を除
いて形成されている。このような、接続端子部2は、ま
ず被着基板1上に、ITO2をスパッタリング法などで
成膜してパターニングし、次に絶縁膜3をCVD法やス
パッタリング法などで形成してパターニングし、最後に
金属層の枠5を蒸着法などで形成してパターニングする
ことにより形成される。
【0013】図2は、第二の実施例を示す図であり、被
着基板1上には、ITO(酸化インジウム・錫)などか
ら成る接続端子部2が矩形状に形成されている。この接
続端子部2の周辺部には、平面視したときにコの字状に
なるように電気配線2を延長して形成した金属層の枠5
が、隣接する電気配線4a側を除いて形成されている。
この金属層の枠5上には、窒化シリコンや酸化タンタル
などから成る絶縁層3が形成されている。このような、
接続端子部2は、まず被着基板1上に、ITO2をスパ
ッタリング法などで成膜してパターニングし、次に電気
配線4と金属層の枠5を蒸着法などで形成してパターニ
ングし、最後に絶縁膜3をCVD法やスパッタリング法
などで形成してパターニングすることにより形成され
る。なお、図2において、図(a)は図(b)中のa−
a線断面図、図(c)は図(b)中のb−b線断面図で
ある。
【0014】図3は、第三の実施例を示す図であり、被
着基板1上には、ITO(酸化インジウム・錫)などか
ら成る接続端子部2が矩形状に形成されている。この接
続端子部2の周辺部には、例えばタンタル(Ta)など
から成る金属層5aが、平面視したときの形状がロの字
状になるように、形成されている。この金属層5a上に
は、窒化シリコンや酸化タンタルなどから成る絶縁層3
が形成されている。接続端子部2上の上記絶縁層3およ
び金属層5aには、平面視したときにコの字状になるよ
うに切り溝3aが形成されており、この切り溝部3a部
分には、電気配線4を延長して形成した金属層の枠5b
が、隣接する電気配線2側を除いて形成されている。こ
の金属層の枠5bは、例えば硅化モリブデン(MoS
i)とアルミニウム(Al)の二層構造のものなどで形
成される。このような、接続端子部2は、まず被着基板
1上に、ITO2をスパッタリング法などで成膜してパ
ターニングし、次に金属層5aをスパッタリング法など
で形成して、ITO2上の全面が残るようにパターニン
グし、次に絶縁膜3をCVD法やスパッタリング法など
で形成して、金属層5aと同時にCF4 とO2 を用いた
ケミカルドライエッチングなどでパターニングし、最後
に金属層の枠5bを蒸着法などで形成してパターニング
することにより形成される。このように、絶縁膜3と金
属層5aを同時にエッチングすることにより、ITO表
面が劣化して高抵抗化することが防止できる。なお、図
3において、図(a)は図(b)中のa−a線断面図、
図(c)は図(b)中のb−b線断面図である。
【0015】本発明の接続端子部2は、隣接する電気配
線4a側を除いて、金属層の枠5を設けることから、接
続端子部2の配列方向のサイズが、金バンプとの接続部
として50μm取っても70μm以下にできるため、1
00μm以下のピッチで一列に配置された半導体素子の
金バンプに対応でき、接続端子部2を形成する際のフォ
トマスクの位置合わせ精度にも余裕が出る。
【0016】上述のように形成された接続端子部2に、
半導体素子の入出力端子部に形成された金バンプを当接
し、この半導体素子と被着基板を、変性アクリレートな
どを主成分とする光硬化性絶縁樹脂などで固着する。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体素子
の実装方法によれば、被着基板上の接続端子部を、酸化
物導電材料で形成する共に、この酸化物導電材料の周縁
部に、隣接する一方の電気配線側を除いて電気配線に連
続する金属層の枠を設けたことから、100μm以下の
ピッチで一列に配置された半導体素子の金バンプに対応
でき、接続端子部を形成する際のフォトマスクの位置合
わせ精度にも余裕が出る。また、被着基板の接続端子部
はITOのみで形成され、従来のように下層導電層とし
て不透明な金属層が存在しないことから、接続端子部と
半導体素子との位置合わせも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体素子の実装方法い用いられ
る接続端子部の第一の実施例を示す図である。
【図2】本発明に係る半導体素子の実装方法に用いられ
る接続端子部の第二の実施例を示す図である。
【図3】本発明に係る半導体素子の実装方法に用いられ
る接続端子部の第三の実施例を示す図である。
【図4】従来の半導体素子の実装方法を示す断面図であ
る。
【図5】従来の半導体素子の実装方法に用いられる接続
端子部を示す図である。
【図6】従来の半導体素子の実装方法に用いられる他の
接続端子部を示す図である。
【符号の説明】
1・・・被着基板、2・・・接続端子部、3・・・絶縁
膜、4・・・電気配線、5・・・金属層の枠。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体素子の入出力端子部に金バンプを
    設け、この金バンプ部を被着基板上の電気配線に連続し
    て形成される接続端子部に当接させて前記半導体素子と
    前記被着基板を樹脂で固着する半導体素子の実装方法に
    おいて、前記被着基板上の接続端子部を、酸化物導電材
    料で形成する共に、この酸化物導電材料の周縁部に、隣
    接する一方の電気配線側を除いて前記電気配線に連続す
    る金属層の枠を設けたことを特徴とする半導体素子の実
    装方法。
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